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DB42/T 2486-2025 水运工程长螺旋钻孔压灌素混凝土桩复合地基技术规程

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  • 更新时间:2026-01-09
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资料介绍

  ICS93.140 CCSP67

  DB42

  湖北省地方标准

  DB42/T 2486—2025

  水运工程长螺旋钻孔压灌素混凝土桩复合

  地基技术规程

  Code of practice for port and waterwaycompositegroundtreatmentof

  continuous flight augerplainconcretepile

  2025-12-31发布 2026-02-28实施

  湖北省市场监督管理局发布

  DB42/T 2486—2025

  目次

  前言 III

  1范围 1

  2 规范性引用文件 1

  3术语和定义 1

  4符号 2

  5基本规定 4

  6设计 4

  6.1一般规定 4

  6.2布置 4

  6.3 荷载计算 5

  6.4 承载力计算 6

  6.5 沉降计算 10

  6.6 稳定性分析 13

  7施工 14

  7.1一般规定 14

  7.2 施工准备 14

  7.3 施工机具 15

  7.4材料 15

  7.5成孔 15

  7.6混凝土压灌 16

  7.7 褥垫层施工 16

  7.8 成品桩的保护 16

  8 检测与验收 17

  8.1一般规定 17

  8.2 施工前检验 17

  8.3 施工过程检验 18

  8.4 施工后检验 18

  8.5 桩的检测 18

  8.6 施工验收 20

  9 标准实施及评价 21

  附录A(资料性)湖北省地方标准实施信息及意见反馈表 22

  参考文献 23

  前言

  本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

  请注意本规程的某些内容可能涉及专利。本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。

  本文件由湖北省交通规划设计院股份有限公司提出。

  本文件由湖北省交通运输厅归口。

  本文件起草单位:湖北省交通规划设计院股份有限公司、湖北港口雅口航运枢纽有限公司、湖北省水运工程咨询监理有限公司、中国葛洲坝集团市政工程有限公司、中交第二航务工程局有限公司。

  本文件主要起草人:周俊波、瞿月平、丁德斌、谢红、孙保虎、杨洪祥、罗海程、李剑、张信伟、颜廷舟、龚国祥、卜美飞、欧阳飞、胡峰军、陈旭、吴国君、白国文、王定略、钟利、章金河、石从浩、刘智慧、周志金、谢瑶、刘志文、唐嘉逊、郭玉涛、卢勇、汪勇、左怡林、薛书豪、黄威、刘文、王志敏、卢超。

  本文件实施应用中的疑问,可咨询湖北省交通运输厅,联系电话:027-83460670,邮箱:2651259230@qq.com。对本文件的有关修改意见和建议请反馈至湖北省交通规划设计院股份有限公司,

  联系电话:15872413978,邮箱:284483515@qq.com。

  水运工程长螺旋钻孔压灌素混凝土桩复合地基技术规程

  1范围

  本文件规定了湖北省水运工程的长螺旋钻孔压灌素混凝土桩复合地基的勘察设计、施工技术、质量控制和验收的标准。

  本文件适用于湖北省水运工程的长螺旋钻孔压灌素混凝土桩复合地基设计、施工、检测与验收。

  2 规范性引用文件

  下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

  GB/T 1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰

  GB/T 50783复合地基技术规范

  JGJ63混凝土用水标准

  JGJ79建筑地基处理技术规范

  JGJ94建筑桩基技术规范

  JGJ106 建筑基桩检测技术规范

  JTS133 水运工程岩土勘察规范

  JTS151水运工程混凝土结构设计规范

  JTS202 水运工程混凝土施工规范

  JTS240 水运工程基桩试验检测技术规范

  3 术语和定义

  下列术语和定义适用于本文件。

  3.1

  长螺旋钻孔压灌素混凝土桩 continuousflightaugerplainconcretepile

  利用长螺旋钻机钻孔至设计深度,在提钻的同时利用混凝土泵通过钻杆芯管通道,以一定压力将混凝土压送至孔底,边压送混凝土边提钻直至桩顶标高而形成的素混凝土摩擦桩。

  3.2

  地基处理 groundtreatment

  提高地基承载力,改善其变形性能或渗透性能而采取的技术措施。

  3.3

  复合地基 compositefoundation

  部分土体被增强或被置换,形成由地基土和竖向增强体共同承担荷载的人工地基。3.4

  褥垫层 mattress

  在建(构)筑物基础底面与桩顶之间铺设的起协调桩土变形的柔性材料垫层。

  DB42/T 2486—2025

  4符号

  下列符号适用于本文件。

  4.1 几何参数

  Ap:单桩截面积面积(m2)。

  m :复合地基置换率。

  m1:长桩的面积置换率。

  m2 :短桩的面积置换率。

  d:桩体直径(m)。

  de:单根桩分担的地基处理面积的等效圆直径(m)。

  g :桩基间距(m)。

  g1 :桩基纵向间距(m)。

  g2 :桩基横向间距(m)。

  up:桩的截面周长(m)。

  n:桩长范围内所划分的土层数。

  li:桩长范围内第i层土的厚度(m)。

  Ap1:长桩的单桩截面积(m2)。

  Ap2:短桩的单桩截面积(m2)。

  D:基础埋置深度(m)。

  l:刚性桩桩长(mm)。

  Ai:第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。

  L :矩形基础底边的长度(m)。

  B :矩形基础或条形基础底边的宽度(m)。

  h:复合地基加固区的深度(m)。

  a0 :基础长度方向桩的外包尺寸(m)。

  b0:基础宽度方向桩的外包尺寸(m)。

  4.2 作用和作用效应

  Sd:荷载效应组合设计值(kPa)。

  SGik:按i个永久作用标准值的效应(kPa)。

  SP:预应力作用有关代表值的效应(kPa)。

  SQ1k、SQjk:分别为主导可变作用和第j个可变作用标准值的效应(kPa)。

  Pk:相应于荷载效应标准组合时,作用在复合地基上的平均压力值(kPa)。

  pz:荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa)。

  pcz:软弱下卧层顶面处地基土的自重压力值(kPa)。

  s :复合地基压缩变形量(mm)。

  s1:复合地基加固区复合土层压缩变形量(mm)。

  s2:加固区下卧土层压缩变形量(mm)。

  s11 :短桩范围内复合土层压缩变形量(mm)。

  s12:短桩以下的长桩部分复合土层压缩变形量(mm)。

  Q:刚性桩桩顶附加荷载(kN)。

  Δpi:第i层土的平均附加应力增量(kPa)。

  σz :计算深度处地基垂直附加应力设计值(kPa)。

  σc :计算深度处地基自重压力设计值(kPa)。

  p0 :复合地基加固区顶部的附加压力(kPa)。

  Tt:荷载效应标准组合时最危险滑动面上的总剪切力(kN)。

  Ts:最危险滑动面上的总抗剪切力(kN)。

  4.3 抗力和材料性能

  Pk:相应于荷载效应标准组合时,作用在复合地基上的平均压力值(kPa)。

  fa:复合地基经深度修正后的承载力特征值(kPa)。

  Pkmax :相应于荷载效应标准组合时,作用在基础底面边缘处复合地基上的最大压力值(kPa)。

  Rp:单桩竖向抗压承载力特征值(kN)。

  fsk:桩间土承载力特征值(kPa)。

  qsi:第i层土的桩侧摩阻力特征值(kPa)。

  qp:桩端土地基承载力特征值(kPa)。

  fcu:桩体抗压强度平均值(kPa)。

  Quk:单桩抗压极限承载力标准值(kN)。

  faz:软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。

  Rp1 :长桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN)。

  Rp2:短桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN)。

  fspk:复合地基承载力特征值(kPa)。

  ym:基础底面以上土的加权平均重度((kN/m3)。

  Ep:桩体弹性模量(kPa)。

  Esi:基础底面下第i层土的压缩模量(kPa)。

  Esi:基础底面下第i层土的计算压缩模量(MPa)。

  Espi:加固区第i层土复合地基的压缩模量(kPa) 。

  Ep1i :第i层长桩桩体弹性模量(kPa)。

  Ep2i:第i层短桩桩体弹性模量(kPa)。

  f:复合地基加固区桩侧摩阻力(kPa)。

  4.4 计算系数

  Ψcj、Ψqj:可变作用的组合系数和准永久值系数。

  kp:复合地基中桩体实际竖向抗压承载力的修正系数。

  ks:复合地基中桩间土地基实际承载力的修正系数。

  λp:桩体竖向抗压承载力发挥系数。

  λs:桩间土地基承载力发挥系数。 βp:桩体竖向抗压承载力修正系数。

  βs:桩间土地基承载力修正系数。

  α :桩端土地基承载力折减系数。

  η :桩体强度折减系数。

  Y:安全系数。

  βp1 :长桩竖向抗压承载力修正系数。

  βp2:短桩竖向抗压承载力修正系数。

  βs:桩间土地基承载力修正系数。

  Ψp:刚性桩桩体压缩经验系数。

  Ψs :复合地基加固区下卧土层压缩变形量计算经验系数。

  K:稳定性系数。

  5基本规定

  5.1 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂土、素填土、粉细砂、砂砾石等土层。当地基土主要为淤泥、淤泥质土、高灵敏度土、饱和松散砂土、坚硬的碎石土、粒径大且厚的卵石层时,应按地区经验或现场试验确定其适用性,对噪声或泥浆污染要求严格的场地优先选用。

  5.2 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

  5.3 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩设计时,所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合JGJ94的规定。

  5.4 设计应对地基处理工程施工期和使用期提出检测要求。

  5.5 本文件的勘察要求和岩土的分类应按照JTS133的规定执行。

  5.6 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩应根据工程地基处理复杂程度,选取代表性的场地进行相应的现场试验或试验性施工,并进行必要测试,以验证施工工艺、设计参数和处理效果。

  5.7 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩施工遇承压水土层时,应设置防渗和降排水设施。不具备条件时,应进行试验验证桩基完整性和处理效果。

  6设计

  6.1一般规定

  6.1.1长螺旋钻孔压灌素混凝土桩桩径及桩长的设计应考虑设备施工能力,桩径宜为400mm~1000mm,桩长宜不大于30m。

  6.1.2 复合地基与基础之间应设置褥垫层,垫层厚度宜取300mm~500mm,桩竖向抗压承载力高、桩径或桩距大时应取高值。垫层材料宜采用中砂、粗砂、级配良好的砂石或碎石、灰土等,最大砂石粒径宜小于20mm。采用水泥土垫层时,水泥掺量比按10%控制。

  注:长螺旋钻孔压灌素混凝土桩施工完毕并达到相关龄期要求后破除桩顶一定厚度,并挖除桩间土至桩顶后铺设褥垫层料。基础有防渗要求时,采用一定强度的水泥土垫层。

  6.1.3 压灌材料宜采用高流态的素混凝土,强度等级宜不低于C20。

  6.1.4 复合地基设计宜通过调整桩长、桩径、桩身强度以及置换率,以适应工程需要。

  6.2布置 6.2.1 桩基布置应符合下列规定:

  a) 桩基根据基础形状、荷载传递特性、复合地基承载力、土体性质、施工工艺、周边环境等条件,按等边三角形或矩形均匀布置,桩间距宜为2.5~5.0倍桩径。

  b) 桩基在基础外布置1~2排围扩桩,布桩范围尚应考虑整体稳定性要求。

  c) 在基础范围内,桩基中心与基础边缘的距离不小于桩径的1倍;桩的边缘与基础边缘的距离,条形基础不小于75mm;其他基础形式不小于150mm。

  6.2.2 选择桩长时,桩端宜穿过高压缩性土层,进入低压缩性土层;桩端进入持力层深度,对于黏性土、粉土层不宜小于2倍桩径,砂土层不宜小于1.5倍桩径。

  6.2.3 当桩端以下4倍桩径范围内存在软弱下卧层时,应考虑冲剪破坏的可能性,验算下卧层承载力。

  6.2.4 按照本文件的计算方法确定的复合地基承载力特征值宜不超过600kPa。

  6.3 荷载计算

  6.3.1 复合地基设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应符合下列规定:

  a) 按复合地基承载力确定地基承受荷载作用面积及处理深度时,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力应采用复合地基承载力特征值。

  b) 计算复合地基变形时,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,相应的限值应为复合地基变形允许值。

  c) 复合地基稳定性分析中,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力应用复合地基中增强体和地基土体抗剪强度标准值进行计算。

  6.3.2 正常使用极限状态下,荷载效应组合的设计值应按下列规定采用:

  a) 对于标准组合,荷载效应组合的设计值应按公式(1)计算;

  b) 对于准永久组合,荷载效应组合的设计值应按公式(2)计算。

  SdSGik + SP + SQ1k SQjk ························································

  Sd SGik + SP SQjk ·······························································

  式中:

  Sd——荷载效应组合设计值;

  SGik——按i个永久作用标准值的效应;

  SP——预应力作用有关代表值的效应;

  SQ1k、SQjk——分别为主导可变作用和第j个可变作用标准值的效应;

  Ψcj、Ψqj——可变作用的组合系数和准永久值系数,按JTS151的规定取值,分别取0.7和0.6。对经常以界值出现的有界作用,组合系数和准永久值系数可取1.0。

  6.3.3 作用在复合地基上的压力应符合下列规定:

  a) 轴心荷载作用时应按公式(3)计算;

  Pk ≤fa ·······························································(3)

  式中:

  Pk——相应于荷载效应标准组合时,作用在复合地基上的平均压力值(kPa);

  fa——复合地基经深度修正后的承载力特征值(kPa)。

  b) 偏心荷载作用时,复合地基上的压力除应符合公式(3)的要求外,尚应符合公式(4)要求。 Pkmax≤ 1.2fa ························································· (4)

  式中:

  Pkmax——荷载效应标准组合时,作用在基础底面边缘处复合地基上的最大压力值(kPa)。

  6.4 承载力计算

  6.4.1 复合地基承载力由桩的竖向抗压承载力和桩间土地基承载力两部分组成。复合地基承载力特征值应通过复合地基竖向抗压载荷试验或综合桩体竖向抗压载荷试验和桩间土地基竖向抗压载荷试验,并结合工程实践经验综合确定。初步设计时,复合地基承载力特征值也可按照公式(5)、(6)、(7)、(8)估算。

  fspk = βpmRp/Ap +βs (1-m)fsk ········································(5)

  βp=kpλp······························································(6)

  βs = ksλs·····························································(7)

  m=d2/de(2)·····························································(8)

  式中:

  Ap——单桩截面积面积(m2);

  Rp——单桩竖向抗压承载力特征值(kN);

  fsk——桩间土承载力特征值(kPa);

  m——复合地基置换率;

  d——桩体直径(m);

  de——单根桩分担地基处理面积的等效圆直径(m),等边三角形布桩de= 1.05g,正方形布桩

  de=1.13g ,矩形布桩de,g,g1,g2 分别为桩基间距、桩基纵向间距、桩基横向间距;

  kp——复合地基中桩体实际竖向抗压承载力的修正系数,与施工工艺、复合地基置换率、桩间土的工程性质、桩体类型、水位变动等因素有关,宜按地区经验取值,多数情况下可能稍大于1.0,一般情况下可取1.0;

  ks——复合地基中桩间土地基实际承载力的修正系数,与桩间土的工程性质、施工工艺、桩

  体类型、水位变动等因素有关,宜按地区经验取值,多数情况下大于1.0;

  λp——桩体竖向抗压承载力发挥系数,反映复合地基破坏时桩体竖向抗压承载力发挥度,宜按地区经验取值,混凝土基础下复合地基中λp可取1.0;

  λs ——桩间土地基承载力发挥系数,反映复合地基破坏时桩间地基承载力发挥度,宜按桩间土的工程性质、地区经验取值,混凝土基础下复合地基中λs取值宜小于1.0;

  βp ——桩体竖向抗压承载力修正系数,初步设计宜综合复合地基中桩体实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时桩体的竖向抗压承载力发挥度,结合湖北水运工程经验取值,可取

  1.1~1.2,施工图阶段应根据现场是试验确定;

  βs ——桩间土地基承载力修正系数,初步设计宜综合复合地基中桩间土地基实际承载力和复合地基破坏时桩间土地基承载力发挥度,结合湖北水运工程经验取值,可取0.9~0.95。桩土模量大取小值,垫层厚取大值,持力层好取小值。施工图阶段应根据现场试验确定。

  6.4.2 长螺旋压灌桩的竖向抗压承载力特征值应通过单桩竖向抗压载荷试验确定。初步设计时,由桩

  周土和桩端土的抗力提供的单桩竖向抗压承载力特征值按公式(9)计算;由桩体材料强度提供的单桩竖向抗压承载力特征值按公式(10)计算。单桩竖向承载力特征值取值为公式(9)和公式(10)计算所得的最小值。长螺旋钻孔压灌素混凝土桩桩体强度应符合公式(11)规定。

  Rp = upqsili + αqpAp ···········································

  Rp=ηfcuAp ························································ (10)

  fcu ························································· (11)

  式中:

  Rp——单桩竖向抗压承载力特征值(kN);

  Ap——单桩截面积面积(m2);

  up——桩的截面周长(m);

  n——桩长范围内所划分的土层数;

  qsi——第i层土的桩侧摩阻力特征值(kPa);

  li——桩长范围内第i层土的厚度(m);qp——桩端土地基承载力特征值(kPa) ;

  α——桩端土地基承载力折减系数,应按地区经验确定,与增强体荷载传递性质、长度以及桩土相对刚度相关,考虑到压灌桩刚度较大,系数可取1.0;

  fcu——桩体抗压强度平均值(kPa),桩体混凝土试块(边长150mm立方体)标准养护28d立方体抗压强度平均值;

  η——桩体强度折减系数,可取0.33~0.36,长桩应取低值,短桩取高值。

  注:基础埋深较大时,桩顶附加荷载考虑复合地基承载力经深度修正后增加的荷载,并根据地区桩土分担比经验值,计算单桩实际分担的荷载,验证桩体强度。

  6.4.3 当根据土物理指标和承载力经验参数关系公式(9)估算Rp,且缺乏桩侧极限侧阻力特征值qsi和桩端土极限端阻力特征值qp的试验资料时,可参考表1 和表2 确定。当具备桩侧极限侧阻力标准值qsk和桩端土极限端阻力标准值qpk值试验资料时,单桩抗压极限承载力特征值和标准值可按公式(12)进行转换。

  Rp=Quk/Y···························································(12)

  式中:

  Rp——单桩竖向抗压承载力特征值(kN);

  Quk——单桩抗压极限承载力标准值(kN);

  Y——安全系数,取Y= 2。 表1 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩的极限侧阻力特征值qsk

  土的名称 土的状态 极限侧阻力特征值qsi (kPa)

  一般黏性土老黏土 软塑 0.75

  红黏土 0.7<αw ≤1.0 6~15 0.5<αw ≤0.7 15~35

  粉土 稍密 PS≤1.0 12~21 中密 12.5 31~41

  粉细砂 稍密 1030 32~43

  中砂 中密 1530 36~47

  粗砂 中密 1530 49~60

  砾砂 稍密 515 56~65 圆砾、角砾 中密、密实 N63.5>10 67~75 碎石、卵石 中密、密实 N63.5>10 75~85 注1:IL为液性指数,α为含水比,PS为静力触探比贯入阻力。

  注2:N为标准贯入试验锤击数,N63.5为动力触探试验锤击数。

  注3:有工程经验时,数值可适当提高。

  表2 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩的极限端阻力特征值qp

  土的名称

  土的状态 极限端阻力特征值qp(kPa) 5

  一般黏性土老黏土 硬可塑 0.25

  粉土 中密 12.5 600~800 700~900 800~1000

  粉砂 稍密 1015 400~500 600~800 800~900 细砂

  中密、密实

  N>15 600~800 1000~1200 1200~1300 中砂 900~1200 1400~1600 1600~1900 粗砂 1400~1800 2000~1300 2300~2600 砾砂 N63.5>15 1600~2500 角砾、圆砾

  中密、密实 N63.5>10 2000~2700 碎石、卵石 N63.5>10 2200~3200 注1:IL为液性指数,PS为静力触探比贯入阻力,h为桩入土深度。

  注2:N为标准贯入试验锤击数,N63.5为动力触探试验锤击数。 6.4.4 复合地基处理范围以下存在软弱下卧层时,下卧层承载力按公式(13)验算。

  pz + pcz ≤faz ······················································ (13)

  式中:

  pz——荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa);

  pcz——软弱下卧层顶面处地基土的自重压力值(kPa);

  faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。

  6.4.5 当采用长—短桩复合地基时,复合地基承载力特征值按式(14)计算。

  fspk =βp1m1Rp1 /Ap1+ βp2m2Rp2/Ap2 + βs(1-m1 -m2)fsk ··········································(14)

  式中:

  Ap1 ——长桩的单桩截面积(m2);

  Ap2 ——短桩的单桩截面积(m2);

  Rp1 ——长桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN);

  Rp2 ——短桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN);

  fsk——桩间土地基承载力特征值(Pa);

  m1——长桩的面积置换率;

  m2——短桩的面积置换率;

  βp1——长桩竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中长桩实际竖向抗压承载力和复合地

  基破坏时长桩竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值,βp1可近似取1.00; βp2 ——短桩竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中短桩实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时短桩竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值,无地区经验时,可取0.70~0.95;

  βs ——桩间土地基承载力修正系数,宜综合复合地基中桩间土地基实际承载力和复合地基破坏时桩间土地基承载力发挥度,结合工程经验取值,无地区经验时,可取0.50~0.90。

  注:垫层厚时,βs和βp2取高值;刚性长桩面积置换率小时,βs和βp2取高值。上述参数取值参考GB/T 50783的规定取值。

  6.4.6 复合地基承载力的基础宽度承载力修正系数应取0;基础埋深的承载力修正系数应取1.0。修正后的复合地基承载力特征值(fc)按公式(15)计算。

  fc=fspk +ym (D-0.5)···············································(15)

  式中:

  fspk——复合地基承载力特征值(kPa);

  ym——基础底面以上土的加权平均重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度;

  D——基础埋置深度(m),在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工完成后进行时,应从天然地面标高算起。

  6.5沉降计算

  6.5.1 复合地基的沉降由褥垫层压缩变形量、加固区复合土层压缩变形量(s1 )和加固区下卧土层压缩变形量(s2 )组成。垫层压缩变形量小,可忽略不计,复合地基的沉降计算图例见图1。

  图1 复合地基沉降计算示意图

  复合地基沉降应按式(16)计算。

  s= s1+ s2 ·························································· (16)

  式中:

  s1 ——复合地基加固区复合土层压缩变形量(mm);

  s2——加固区下卧土层压缩变形量(mm)。

  注:土质地基允许最大沉降量和最大沉降差,以保证结构安全和正常使用为原则,一般情况,土质基础上水工建筑最大沉降量不超过150mm,相邻部位的最大沉降量不超过50mm,对地基变形控制要求较高的结构沉降变形做专门计算分析。

  6.5.2 复合地基加固区复合土层压缩变形量(s1 )按式(17)计算:

  s1=Ψp······················································(17)

  式中:

  Q——刚性桩桩顶附加荷载(kN);

  l ——刚性桩桩长(mm);

  Ep——桩体弹性模量(kPa);

  Ap——单桩截面积(m2);

  Ψp ——刚性桩桩体压缩经验系数,宜综合考虑刚性桩长细比、桩端刺入量,根据地区实测资料及经验确定。

  6.5.3 复合地基加固区下卧土层压缩变形量(s2 ),按式(18)计算:

  s2=Ψsli···················································(18)

  式中:

  Δpi——第i层土的平均附加应力增量(kPa);

  li——第i层土的厚度(mm);

  Esi——基础底面下第i层土的压缩模量(kPa);

  Ψs——复合地基加固区下卧土层压缩变形量计算经验系数,根据复合地基类型地区实测资料及经验确定。

  沉降计算经验系数根据当地沉降观测资料及经验确定,无经验时,根据变形计算深度范围内压缩模

  量的当量值Es取值,并符合表3规定的数值。

  表3 沉降计算经验系数(Ψs )

  Es(MPa) 2.5 4.0 7.0 15.0 20.0 Ψs 1.1 1.0 0.7 0.4 0.2

  6.5.4 变形计算深度范围内压缩模量的当量值Es按公式(19)计算。

  ·······················································(19)

  式中:

  Ai——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;

  Esi——基础底面以下第i层土的计算压缩模量(MPa),桩长范围内的复合土层按照复合土层的压缩模量取值。

  6.5.5 当采用长一短桩复合地基时,复合地基的沉降应由垫层压缩量、加固区复合土层压缩变形量(s1)和加固区下卧土层压缩变形量(s2)组成。加固区复合土层压缩变形量(s1)应由短桩范围内复合土层压 缩变形量(s11)和短桩以下只有长桩部分复合土层压缩变形量(s12)组成,分别按公式(16)和公式(17)计算,垫层压缩量小,可忽略不计。长一短桩复合地基的沉降按公式(20)计算。

  s = s11+ s12+ s2···················································(20)

  短桩范围内第i层复合土体的压缩模量(Espi),按公式(21)计算。

  Espi =m1Ep1i +m2Ep2i +(1-m1 -m2)Esi ······························(21)

  式中:

  Ep1i——第i层长桩桩体弹性模量(kPa);

  Ep2i——第i层短桩桩体弹性模量(kPa);

  m1——长桩的面积置换率;

  m2——短桩的面积置换率;

  Esi——第i层桩间土压缩模量(kPa),宜按当地经验取值无经验时,可取天然地基压缩模量。

  注:长桩的持力层应选择低压缩性土层,但应避免长桩成为端承桩,否则不利于发挥桩间土及短桩的作用,甚至造成破坏。

  6.5.6 地基压缩层的计算深度应满足公式(22)要求,计算深度以下有软土层时,计算深度应满足公式(23)要求。当计算深度较深时,地基压缩层的计算深度可根据地区经验和使用要求综合确定。

  σz =0.2σc ·························································(22)

  σz = 0.1σc·························································(23)

  式中:

  σz——计算深度处地基垂直附加应力设计值(kPa);

  σc——计算深度处地基自重压力设计值(kPa)。

  6.5.7 作用在复合地基加固区下卧层顶部的附加压力宜采用等效实体法计算,计算图例见图2。复合地基加固区下卧土层压缩变形量(s2 )计算中,作用在复合地基加固区下卧层顶部的附加压力计算按公式(24)计算。

  pz

  式中:

  pz——荷载效应准永久组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa);

  L——矩形基础底边的长度(m);

  B ——矩形基础或条形基础底边的宽度(m);

  h ——复合地基加固区的深度(m);

  a0 ——基础长度方向桩的外包尺寸(m);

  b0——基础宽度方向桩的外包尺寸(m);

  p0——复合地基加固区顶部的附加压力(kPa);

  f——复合地基加固区桩侧摩阻力(kPa)。

  1-p0 ;2-pz

  图2 等效实体法计算

  6.6 稳定性分析

  6.6.1 在复合地基稳定性分析中,所采用的稳定性分析方法、计算参数、计算参数的测定方法和稳定安全系数取值应相互匹配。

  6.6.2 复合地基稳定性分析应采用圆弧滑动总应力法,计算图例见图3。

  图3圆弧滑动计算示意图

  稳定性系数按式(25)计算:

  K····························································(25)

  式中:

  Tt——荷载效应标准组合时最危险滑动面上的总剪切力(kN);

  Ts——最危险滑动面上的总抗剪切力(kN);

  K ——稳定性系数。

  注:对刚性桩复合地基,最危险滑动面上的总剪切力只考虑传至复合地基桩间土地基面上的荷载,最危险滑动面上的总抗剪切力计算中,只考虑复合地基加固区桩间土和未加固区天然地基土体对抗力的贡献。

  6.6.3 当验算土质地基上水工建筑物沿软弱土体整体滑动时,应满足地基整体抗滑稳定安全系数允许值,且复合地基竖向增强体应深入设计要求安全度对应的危险滑动面下至少2m。 7施工

  7.1一般规定

  7.1.1 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩施工,根据设计要求、场地条件和施工季节编制专项施工方案,专项施工方案符合下列规定 ∶

  a) 按桩号标明桩长、桩径、桩位、混凝土强度等级等主要设计施工参数;

  b) 说明施工顺序,绘制水电线路和临时设施的布置图;

  c) 编制施工管理人员和劳动力的组织计划,制订相应的岗位职责和岗位培训教育计划;

  d) 编制施工设备的使用和验收计划,应说明设备维修保养方法;

  e) 按需要的品种、规格及性能制定混凝土等主要施工材料的采购、验收计划;

  f) 制定质量检验的实施细则;

  g) 制定保证质量、安全生产和保护环境的技术措施;

  h) 制定季节性施工和成品保护措施;

  i) 制定合理可行的施工进度计划。

  7.1.2 施工前应进行成桩工艺试验,确定钻进速度、钻杆提升速度、混凝土坍落度、泵送速度等工艺参数。试验桩数量应不少于3根。

  7.1.3 施工中各个工序应连续进行,缩短间隔时间。如间隔时间超过混凝土初凝时间,地泵及管内混凝土应进行处理。成桩完成后,应及时清除钻杆及导管内残留的混凝土。长时间停置时,应用清水将钻杆、导管、地泵清洗干净。

  7.1.4 当桩长范围内存在容易造成桩身混凝土串孔的土层时,宜采用隔桩施工。

  7.1.5 施工顺序应遵循先长后短、先深后浅、先低后高,从中间向两边或四周施工。

  7.1.6 施工过程中,应及时、准确、完整地填写施工记录及质量证明文件。

  7.2 施工准备

  7.2.1 施工前应具备下列资料:

  a) 建筑场地岩土工程勘察报告;

  b) 桩基工程施工图及图纸会审纪要;

  c) 建筑场地和邻近区域的地下管线、地下构筑物、危房、精密仪器车间、架空线等的调查资料;

  d) 主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;

  e) 桩基工程的专项施工方案;

  f) 水泥、砂、石等原材料及其制品的质检报告;

  g) 有关荷载、施工工艺的试验参考资料。

  7.2.2 设备组装时应设立隔离区,由专业人员按程序组装。设备组装完成后应进行验收,不准许使用不合格设备。

  7.2.3 施工前应组织图纸会审,会审纪要连同施工图等应作为施工依据,并列入工程档案。

  7.2.4 桩基施工用的供水、供电、道路、排水等临时设施,应在开工前准备就绪,施工场地应进行平整处理,并清除地下障碍物,保证施工机械正常作业。当周边有需要保护的建(构)筑物或设施时,应制定并落实其保护措施。

  7.2.5 桩基轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应定期复测。

  7.2.6 用于施工质量检验的仪表、器具的性能指标,应符合现行国家相关标准的规定。

  7.2.7 开工前应对施工人员进行质量、安全技术交底。 7.3 施工机具

  7.3.1 长螺旋钻机的各项性能参数应满足场地工程地质、水文地质条件、成孔直径和成孔设备要求。

  7.3.2 混凝土输送泵及相关设备的规格和性能应根据工程需要选用。连接混凝土输送泵与钻机的钢管、高强柔性管内径,应与混凝土输送泵及钻机的混凝土输送口管径相匹配,内径宜不小于125mm。

  7.3.3 混凝土输送泵管布置宜顺直,混凝土泵与钻机的距离宜不超过60m。

  7.3.4 混凝土输送泵管宜保持水平,当长距离泵送时,泵管下面应垫实。

  7.3.5 在地下水位以下的砂土层中钻进时,钻杆底部阀门应有防止进水的措施。

  7.3.6 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩施工选用的钻机钻杆顶部应有排气装置。

  7.4材料

  7.4.1 进场材料应按照JTS257的规定进行检验。

  7.4.2 混凝土宜采用和易性较好的混凝土,强度等级应符合设计要求,初凝时间应大于8h,灌注前坍落度宜为160mm~220mm。

  7.4.3 混凝土拌制用水、水泥、砂、石、粉煤灰及外加剂的配比,应通过混凝土配合比试验确定。混凝土配合比的设计和施工应符合JTS202的规定。

  7.4.4 混凝土拌制用原材料应符合下列规定:

  a) 水泥强度等级不低于42.5MPa,水灰比不大于0.5;

  b) 细骨料选用中砂,含泥量不大于3%,质量符合JTS202的规定;

  c) 粗骨料选用质地坚硬的卵石或碎石,最大粒径不大于20mm,含泥量不大于2%,质量符合JTS

  202的规定;

  d) 粉煤灰选用Ⅰ级或Ⅱ级,每方混凝土的粉煤灰掺量为70~90kg,坍落度控制在160~220mm,质量符合GB/T1596的规定;

  e) 外加剂选用液体缓凝剂,质量符合GB50119的规定;

  f) 混凝土拌制用水符合JGJ63的规定。

  7.5成孔

  7.5.1 钻机就位应符合下列规定:

  a) 钻机钻头对准桩位,钻头与桩位点的允许偏差不大于±20mm;

  b) 钻机塔身保持垂直,垂直度的允许偏差不大于0.5 %。

  7.5.2 成孔施工应符合下列规定:

  a) 开钻前钻头阀门应封闭;

  b) 钻杆下移至钻头触及地面时,应取掉钻头阀门插销后方可钻进;

  c) 钻进速度先慢后快;

  d) 当钻杆摇晃或难以钻进时,放慢钻进速度或停机,查明原因并采取措施后继续钻进,不准许强行钻进。

  7.5.3 钻机钻进速度应根据地层情况按成桩工艺试验确定的参数进行控制,并符合以下规定:

  a) 施工中严格控制钻进速度,刚接触地面时,下钻速度要慢;

  b) 钻机钻进过程中,不准许反转或提升钻杆,如需提升钻杆或反转应将钻杆提至地面,对钻尖开启门重新清洗、调试封口;

  c) 钻机钻进过程中,如遇到卡钻、钻机摇晃、偏斜或发现有节奏的声响时,立即停钻,查明原因,采取相应措施后,方可继续作业,当需停钻时间较长时,将钻杆提至地表。

  注:钻进速度根据土层情况来确定,杂填土、黏性土、砂砾石层钻进速度为0.2m/min~0.5m/min;素填土、黏土、粉土、砂层钻进速度为1.2 m/min~1.5m/min。 7.5.4 钻孔深度应根据设计桩长及施工面标高确定。深度量测宜以钻机塔身或钻杆的相对位置作为参照标尺,并应每天采用测量仪器进行控制性复核。

  7.5.5 现场施工技术人员应检查实际钻孔土层性质与勘察报告的一致性。当遇异常情况时,应中止钻进,并及时通知相关方进行分析研究。

  7.5.6 钻机提钻时,应配备专职人员同步清除钻杆螺旋叶片间的泥土,不准许带泥上提。

  7.5.7 成孔过程中应随时检查钻头、钻杆螺旋叶片的磨损情况,磨损严重影响成孔直径时,应及时更换。

  7.6 混凝土压灌

  7.6.1 钻孔施工至设计底标高后,螺旋钻杆宜停止转动并开始泵送混凝土。

  7.6.2 混凝土开始压灌时,不准许先提钻后泵送混凝土,在确认钻头阀门打开后方可提钻,并保证钻头始终埋在混凝土面以下。

  7.6.3 混凝土压灌过程中,应保持钻具排气孔畅通,钻杆提升速度应与混凝土泵送量相匹配。桩身混凝土的泵送压灌应连续进行,当钻机移位时,混凝土泵料斗内的混凝土应连续搅拌,泵送混凝土时,料斗内混凝土的高度应不低于400mm。

  7.6.4 混凝土压灌时,桩顶超灌量应保证桩顶凿除后的混凝土质量满足要求,应不小于500mm。

  7.6.5 冬期施工时,混凝土泵、输送管路应采用保温措施,混凝土入孔温度应不低于5℃。

  7.6.6 施工期间气温高于30℃时,混凝土泵、输送管路应采用防热等措施。

  7.6.7 混凝土压灌充盈系数应大于1.0。

  7.6.8 施工前,或长时间停工后重新施工前,应采用清水将混凝土泵的料斗及输送管路湿润,后泵入适量的润管砂浆,并应将所有砂浆泵出管外。

  7.6.9 停止施工后应及时用清水清洗混凝土泵及管路。

  7.7 褥垫层施工

  7.7.1 褥垫层铺设厚度应均匀,厚度允许偏差应不大于±10mm。

  7.7.2 褥垫层铺设范围应超过基础边缘不小于褥垫层厚度,虚铺厚度按夯填度计算确定。

  7.7.3 垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面下桩间土的含水量较小时,可采用动力夯实法,夯实后的垫层厚度与虚铺厚度的比值应不大于0.9。

  7.8 成品桩的保护

  7.8.1 施工前应确定钻机及其他设备的行走路线,不准许施工设备直接碾压已施工完成的成品桩。

  7.8.2 弃土清运时,不准许清运设备碰撞成品桩。弃土应集中堆放在成品桩区域外且远离成品桩,堆放高宜不超过3 m~5m。

  7.8.3 桩间土宜采用小型机械清运;桩头应凿除并清理干净,桩顶应平整,不准许造成桩顶高程以下桩身断裂和桩间土扰动。

  7.8.4 冬期施工时,长螺旋钻孔压灌素混凝土桩成桩后,应在混凝土终凝前做好防冻措施,可在桩顶覆盖保温材料,也可在桩顶覆盖厚度不小于1000mm的覆土。

  7.8.5 宜采用隔桩施工,二次施工需在成品桩上行驶时,应对成品桩进行保护。成品桩保护可采用覆盖土层的保护方法,覆盖土层的厚度不宜小于800mm。 8 检测与验收

  8.1一般规定

  8.1.1 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩成桩质量检验应分施工前、施工过程中和施工后三个阶段,质量检验过程应有相应的检测、检查记录。

  8.1.2 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩应对混凝土强度、桩位、桩长、桩径、桩身完整性、桩基承载力、复合地基承载力进行检验。

  8.1.3 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩质量检验标准应符合表4的规定。

  表4 长螺旋钻孔压灌素混凝土桩质量检验标准

  项目 序号 检验项目 允许值 允许偏差 检验方法 主控项目 1 承载力 设计值 ≥ 按JTS240的规定 2 混凝土强度 设计值 ≥ 试块或钻芯取样送检 3 桩长(或孔深) 设计值 L~L+0.5m 施工中量钻杆有效长度,施工后按JTS240

  的规定 4 桩径 设计值 ≥ 用钢尺量 5 桩身完整性 按 JTS240的规定 一般项目 1 混凝土坍落度 160~220mm — 用坍落度仪 2 混凝土充盈系数 1.0 ≥ 检查灌注量 3 钻头与桩位偏差 桩位中心点 ≤20mm 用钢尺量 4 垂直度 0.5% ≤ 用经纬仪/钻机水平尺 5 桩位 设计值 ≤70mm 用钢尺和全站仪量测 6 桩顶标高 设计值 -50mm~30mm 水准测量,需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体 8.2 施工前检验

  8.2.1 混凝土拌制应对原材料质量、混凝土配合比、原材料投料量、坍落度等指标进行检查;商品混凝土应有合格证和搅拌站提供的质量检查资料。

  8.2.2 施工前应对桩位放线位置进行检验。

  8.2.3 有承载力要求的桩基施工前宜试桩,试验桩检测应符合下列规定:

  a) 依据设计要求确定的桩基受力状态采用相应的静载荷试验方法确定桩基极限承载力或验证桩基承载力;

  b) 轴向静载荷试验桩的数量根据地质条件、桩的材质、桩径、桩长、桩端型式和工程桩总数等确定;总桩数在500根以下时,试验桩数量不少于2根;总桩数每增加500根,增加1根试验桩。根据地质条件、桩的类型、当地经验等情况可适当增减;

  c) 桩基水平承载力试验桩的数量根据要求和工程地质条件等确定,不少于2根。

  注:本条规定的试桩数量仅为下限,若实际中由于某些原因不足以为设计提供可靠依据或设计另有要求时,根据实际情况增加试桩数量。桩参数发生较大变动或施工工艺发生变化时,重新试桩。 8.3 施工过程检验

  8.3.1 施工过程中应进行下列检查,质量控制偏差应符合表4的规定:

  a) 钻头与桩位中心点偏差、钻杆垂直度、钻孔深度;

  b) 对承受竖向抗压的桩基,在钻至设计深度提升钻杆之前,确认混凝土已加压泵入,且停顿时间不少于10s;

  c) 每台班混凝土灌注前检测混凝土坍落度;

  d) 混凝土灌注时检查单桩灌注方量和灌注完成时间。

  8.3.2 混凝土试件取样应取自现场实际灌注的混凝土;每个灌注台班混凝土试件强度检测数量应不少于1组,每组试件数量为3件。

  8.4 施工后检验

  8.4.1 施工完成后应按表4的要求检验承载力、混凝土强度、桩长(或孔深)、桩径以及桩身完整性。

  8.4.2 桩基的桩身完整性和承载力验收检测应满足JGJ79、JGJ106和JTS240规定的要求。

  8.4.3 桩身完整性检测尚应符合下列规定 ∶

  a) 采用低应变动力试验检测桩身完整性,检查数量为总桩数的100%;

  b) 当桩长与桩径之比大于30时,桩身混凝土强度在检测时达到设计强度;

  c) 当采用低应变法不能全面评价桩基完整性时,在混凝土达到设计强度后采用钻芯法检测,检测数量按桩的总数抽取l%~3%,且不少于3根。

  8.4.4 桩基承载力检测一般采用静载试验,特殊情况可采用高应变法,采用高应变法时,应有本地区相近条件的高应变法与静载试验的对比验证资料。

  8.4.5 桩基复合地基承载力检测可采用复合地基静载试验,并满足GB/T 50783和JTS237的规定。

  8.4.6 桩基工程属于一个单位工程的分部(子分部)工程中的分项工程,一般以分项工程单独验收。桩基承载力检验和复合地基承载力检验范围应在一个单位工程内。

  8.4.7 检测工作的程序、验证与扩大检测、检测结果评价和检测报告内容,应符合JTS240的规定。

  8.5 桩的检测

  8.5.1 检测工作的程序如图4所示。

  接受委托

  调查、收集资料

  制定检测方案

  设备、仪器检定

  重新检测,验证、扩大检测如有疑问

  计算分析和结果评价

  检测报告

  图4 检测工作程序框图

  8.5.2 调查、资料收集阶段宜包括下列内容:收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施工记录;委托方的具体要求;检测项目现场实施的可行性。收集阶段可参考表5填写受检桩基资料信息。

  表5 受检桩基资料信息收集记录表

  桩号 桩横截

  面尺寸

  (m) 混凝土设

  计强度等级(MPa) 设计桩

  顶标高

  (m) 检测时

  桩顶标高(m) 施工桩

  底标高

  (m) 施工

  桩长(m) 成桩日期 设计桩

  端持力层 单桩承载力

  特征值或极

  值(kN)

  备注 工程名称 地点 桩型 8.5.3 应根据调查结果、检测目的和检测方法的适用范围,选择检测方法,制定检测方案。检测方案宜包含以下内容:工程及地质概况、桩基参数和设计要求、施工工艺、检测方法和数量、受检桩选取原则、检测周期以及所需的机械或人工配合等。

  注:检测方案内容不局限于条文规定内容,特殊情况下与委托方或设计方共同研究制定。

  8.5.4 检测开始时间应符合下列规定:

  a) 当采用低应变法检测时,检测开始时间在受检桩的强度达到28d龄期的要求后进行,且不小于15MPa;

  b) 当采用钻芯法检测时,受检桩的强度达到28d龄期或同条件养护的预留试块强度达到设计强度; c) 承载力检测前,桩基强度满足地基土休止时间和桩身混凝土龄期(或设计强度)双重规定。休止时间除达到本条第2款规定的桩身混凝土强度外,当无成熟的地区经验时,尚应不少于表6规定的休止时间,若验收检测工期紧无法满足休止时间规定时,推迟验收时间。

  表6休止时间

  土的类别 休止时间(d) 砂土 7 粉土 10 黏性土 非饱和 15 饱和 25 8.5.5 验收检测的受检桩选择宜符合下列规定:

  a) 施工质量有疑问的桩;

  b) 设计方认为重要的桩;

  c) 局部地质条件出现异常的桩;

  d) 施工工艺不同的桩;

  e) 承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定合格的桩;

  f) 除上述规定外,同类型桩宜均匀随机分布。

  注:考虑检测成本和周期问题,优先检测本条第1~5款所列的桩,其次再考虑随机性。

  8.5.6 受检桩应先进行桩身完整性检测,后进行承载力检测。当基础埋深较大时,桩身完整性检测和承载力检测应在基坑开挖至基底标高后进行。

  8.5.7 受检桩不合格时,应通过复检、复核剖析、加固处理等方法进行处理,未经验收或者验收不合格的桩基不准许交付使用。

  8.5.8 检测报告应结论明确、用词规范。检测报告应包含以下内容:

  a) 委托方名称,工程名称、地点,建设、勘察、设计、监理和施工单位,地质条件、基础型式、结构型式,建筑层数,设计要求,

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